Rehcjdfz gj bvbb
Опишіть способи одержання речовин, зазначених у пунктах (А), будову їх молекул, фізичні та хімічні властивості, застосування. Відповідь ілюструйте рівняннями реакцій.
А) Диціан, синильна кислота, ціаніди, роданіди.
Б) Як можна здійснити наступне перетворення
[Fe(CN)4] 4- [Fe(CN)6] 3-
Отримання:Отримують диціан у великих масштабах методами, заснованими на каталітич. окисненні HCN при 200-400 °С О2 повітря або NO2. У невеликих кількостях диціан отримують терміч. розкладанням ціанідів Ag і Hg або при дії на ціаніди солей Сu:
2KCN + CuSO42CuCN + 2K2SO4 + (CN)2
Інші способи отримання диціану:
Фізичні властивості: Молекуладіціана лінійна; довжина зв'язку С - З 0,1368 нм, 0,1157 нм; C2N2 - безбарвний газ з різким запахом, tпл -27,8 ° C; tкіп −21,15 °C; Горючий. На повітрі іноді самозаймається.
Хімічні властивості: За хімічними властивостями диціан частково нагадує галогени,(тому отримав назву «псевдогалоген») наприклад, C2N2 взаємодіє з водними розчинами лугів аналогічно хлору:
Обмежено розчинний у воді, краще - у спирті ,ефірі,оцтовій кислоті.З металами утворює комплексні соед., напр. (CN)2 x 2CuCl, з реактивом Гриньяра - нітрили:
(CN)2 + RMgHalRCN + Mg(CN)Hal
Застосування:У 1824 році німецький хімікФрідріх Велеротримав з діацину та водищавлеву кислоту.:
(CN)2H2O> (COOH)2 (щавлева кислота)
Діціан,бромистий диціантахлористий диціанвикористовуються в органічному синтезі. дііан також застосовується як фумігант і паливний газ для зварювання та різання тугоплавких металів. Він є основнимкомпонентом ракетного палива в суміші з озоном або фтором, а також може бути присутнім у газах, що виділяються доменною піччю. Бромистий діціан використовується для обробки тканин, як фумігант та пестицид, у процесі видобутку золота. Хлористий диціан служить як добавка до фумігантів.
Синільна (ціаністоводнева) кислота
Отримання-На даний момент є три найбільш поширені методи отримання синильної кислоти в промислових масштабах:
Метод Андрусова: прямий синтез заміакутаметануу присутності повітря таплатиновогокаталізаторапри високій температурі:
МетодBMA (Blausäure aus Methan und Ammoniak), запатентований фірмоюDegussa: прямий синтез заміакутаметануу присутності платинового каталізатора при високій температурі:
Побічний продукт при виробництві акрилонітрилу шляхом окислювального амонолізу пропілену.
Фізичні властивості-(ціаністий водень, нітрилмурашиної к-ти) HCN, бесцв. рухома рідина із запахом гіркого мигдалю. Молекулінійна, довжина зв'язку С—H 0,1064 нм, C=N 0,1156 нм, 9,92·10 -30 Кл·м (газ); т. пл. -13,29 ° С, т. Кіп. 25,65 ° С; Існує у двох кристаллич. модифікаціях: нижче - 102,78 ° С-в ромбічній (а = 0,413 нм, b = 0,485 нм, с = 0,434 нм, z = 2, просторів. група I2mm), вище цієї т-ри-в тетрагональної (а = 0,463 нм, с = 0,434 нм, z = 2, простору група I4mm). У рідкому вигляді та в розчині утворює лінійні асоціати завдяки водневим зв'язкамN. Н. Синільна кислотагорюча та вибухонебезпечна. Дуже токсична.
Хімічні властивості-Молекула HCN сильно полярна (μ = 0,96 · 10 -29 Кл · м).
Безводний ціаністий водень є сильноіонізуючимрозчинником,розчинені в ньомуелектролітидобредисоціюютьна іони. Його відноснадіелектрична проникністьпри 25 °C дорівнює 107 (вище, ніж уводи). Це зумовлено лінійною асоціацією полярних молекул HCN за рахунок утворенняводневих зв'язків.
ДужеслабкаодноосновнакислотаК = 1,32 · 10 -9 (18 ° C). Утворює зметаламисолі -ціаніди. Взаємодіє зоксидамиігідроксилужнихілужноземельнихметалів.
Пари синильної кислоти горять на повітрі фіолетовим полум'ям з утворенням Н2О, СО2 та N2. У сумішікиснюзфторомгорить з виділенням великої кількості тепла:
кДж.
Легко полімеризується в присутностіоснови(часто з вибухом). Утворюєадукти, наприклад HCN-CuCl
Застосування:Застосовують синильну кислоту у виробництві ціанідів, хлорціану, акрило-нітрилу, адиподінітрилу, акрилатів, амінокислот, гід-роксинітрилів, як фумігант. Синільна кислота була основною складовою препарату «Циклон Б», який застосовувався нацистами під час Другої світової війни для вбивства людей у концентраційних таборах. У деяких штатах США синильна кислота використовувалася в газових камерах як отруйна речовина при виконанні вироків смертної кари, востаннє це було зроблено в Аризоні в 1999 році. [4] Смерть, як правило, настає протягом 5-15 хвилин.
Отримання:Основою спосіб одержання ціанідів лужних металів - взаємодія відповідного гідроксиду з синильною кислотою, зокрема, це основний промисловий метод отримання найбільш великотоннажного ціаніду -ціаніду натрію. Інший промисловий метод одержання ціаніду натрію — сплавлення цианамидакальцію з вугіллям іхлоридом натріюабосодою:
CaCN2 + C + 2 NaCl 2 NaCN + CaCl2
Плав («ціанплав», «чорний ціанід»), що утворюється в процесі, містить 40 - 47 % ціанідів у перерахунку на NaCN і використовується дляціанування сталі, а також використовувався як сировина для отримання ціанідів натрію, калію, а такожжовтої кров'яної солі.
Інші ціаніди отримують в основному реакціями обміну ціанідів лужних металів з відповідними солями.
Ціанідилужних металівтакож можуть бути отримані взаємодією металу здиціаном:
N≡C-C≡N + 2Na 2NaCN
або зроданідів, нагріваючи їх у присутностізалізногопорошку:
KSCN + Fe KCN + FeS
Фізичні та хімічні властивості-ЦІАНІДИ, неорг. сполуки, що містять групу CN. Розрізняють прості ціаніди-солісинільної кислоти HCN і деякі ін. і комплексні. За характером хім. зв'язки між елементом ііономCN - поділяються на іонні, ковалентні та координаційні. Ціанідами зв. також псевдогалогенідами. Орг. соед., що містять групу CN, утворюють два ряди похідних - нітрилиізонітрили. Ціаніди амонію, лужних і щел.-зем.металів-іонні соед., добре розтв. вводі, a NaCN і NH4CN розтв. в етанолі. При підвищеній т-рі ціаніди лужних і щел.-зем.металів повністю гідролізуються. Водні р-ри ціанідів внаслідок гідролізу мають сильноосновну р-цію. Ціаніди лужних металів MeCN та лужноземельних металів Me (CN)2 (де Me — метал) термічно стійкі, у водних розчинах гідролізуються. Ціанди важких металів термічно нестійкі, у воді, крім Hg(CN)2, нерозчинні. При окисленні ціанідів утворюють ціанати (наприклад, 2KCN + O2 = 2KOCN). Багато металів при дії надлишку ціаніду каліюнатріяють комплексні сполуки, що використовується, наприклад, для вилучення золота і срібла з руд (див.Ціанування):
Золото та срібло з розчину виділяють електролітичним осадженням або при дії металевого цинку. При нагріванні у водні розчини іонних ціанідів гідролізується до форміату та аміаку:
NaCN + 2 H2O HCOONa + NH3
Під дією м'яких окислювачів (у тому числі і на повітрі) ціаніди лужних металів легко окислюються доціанатів:
NaCN + [O] NaNCO
Застосування:Ціаніди застосовують для вилученнязолотаісріблазрудметодомціанування( один з процесівгідрометалургії, заснований на розчиненні металу в ціаністих розчинах внаслідок утвореннякомплексних солей).
Уелектрохімії— яккомплексоутворювачз високоюконстантою стійкостідля складання електролітів длягальванічногопокриттяблагородними металамивиробів (золочення,сріблення),
Уорганічному синтезі.
Ціаніди застосовують у аналітичній хімії для поділу металів (як комплексоутворювач).
Як іфероціаніди, ціаніди колись використовувалися дляазотування сталі.
Використовувалися якотрут, в тому числі, як отрута від мишей і щурів, синильна кислота і деякі її похідні (хлорциан) також застосовувалися як бойовіотруєнні речовини.
-В якості фіксажу у мокрому фотопроцесі.
Отримання:Осн. методи отримання HNCS-взаємод. RNCS з KHSO4 або іонний обмін водних розчинів NH4NCS. Родан(тіоціан) зазвичай отримують по р-ціям:
Тіоціанати лужних металів і амонію отримують при уловлюванні ціаністих з'єд.,містяться в коксовому газі, розчинами відповідних полісульфідів. Крім того, NH4NCS отримують взаємодію. NH3 з CS2, a KNCS та NaNCS-сплавленням KCN або NaCN з сіркою. Інші тіоціанати синтезують обмінною р-цією сульфатів, нітратів або галогенідів металів з тіоціанатамібарію, К або Na, взаємод. гідроксидов або карбонатів металів з HNCS.
Фізичні та хімічні властивості-Тіоціанова к-та (роданисто-воднева к-та) HNCS - жовтувата рідина з т. пл. -110 ° С; довжини зв'язків (нм) 0,09887 (H-), 0,21164 (N-С) і 0,15605 (С-S), кут HNC 134,98 °. У водних розчинах (стійкі при концентрації HNCS менше 5%) сильно дисоційована (рКа 0,85 при 18 ° С), в конц. р-рах розкладається із заснуванням т. зв. ксантенового водню (ф-ла I) та ін.
наиб. характерні р-ції-окислення, відновлення, галогенування, а також обмінні р-ції з ін. тіоціанатами, напр.:
KNCS + Fe : KCN + FeS
NaNCS + Zn + HC1: CH3NH2 · HC1 + NaCl + ZnCl2
Тіоціанати утворюють комплексні соед., в к-рих.металв залежності від донорно-акцепторних св-влигандаможе координуватися як томуN, так і томуS. Тіоціанатилужних металів і амонію розкладаються при натр., напр.:
Терміч. ізомеризація NH4NCS покладена в основу пром. отримання тіомочевини:
Застосування:Тіоціанати використовують у виробництві тіомочевини, в якості реагентів прикрашенні і друкуванні тканин, компонентів проявників у фотографії, аналіт. р-рів у виробництві акрилових волокон, щоб одержати орг. тіоціа-натів, як стабілізатори горіння в произ-ве ВР, інсектициди і фунгіциди. Тіоціанатні комплекси використовують у фотометрич. аналіз для визначення З, Fe, Bi, Mo, W, Re, в технології рідкісних металів для поділуZr та Hf, Th та Ti, Ga та Аl, Та та Nb, Th та La, для отримання спектрально чистого La. Тіоціанати Nb(V) та Ta(V)-каталізатори р-ції Фріделя - Крафтса. також Амоніятіо-ціанат, Натрію тіоціанат.
Brotherton Т. К., Lynn J. W., The synthesis and chemistry of cyanogen, «Chemical reviews», 1959
Карапетьянц М. Х. Дракін С. І. Загальна та неорганічна хімія. - М.: Хімія, 1994.
Бобков С.С., Смирнов С.К., Синільна кислота, М.М. 970 г
Смирнов С.К., Хімія Псевдогалагенідів, К., 1981г
Соловйов С.Н., Початок хімії .Хімія елементів та їх сполук (частина 1), М., 2011г